Soit f une fonction définie et continue sur ]−∞;+∞[ par f(x)=(6−5x)3
Question 1
Etudier le sens de variation de f et dresser son tableau de variation.
Correction
(un)′=n×u′×un−1
On reconnaît ici un où u(x)=6−5x et n=3. Ainsi u′(x)=−5. Il en résulte que : f′(x)=3×(−5)×(6−5x)3−1
f′(x)=−15(6−5x)2
Pour tout réel x, nous savons qu'un carré est positif ou nul. Ainsi : (6−5x)2≥0 . Or −15<0 . Il vient alors que −15(6−5x)2≤0 c'est à dire f′(x)≤0 . La fonction f est donc décroissante sur R .
Question 2
Etudier la convexité de f.
Correction
Pour étudier la convexité de la fonction f, il faut étudier le signe de f′′.
Lorsque f′′(x)≥0 sur un intervalle [a,b] alors f est convexe.
Lorsque f′′(x)≤0 sur un intervalle [a,b] alors f est concave.
Pour tout réel x appartenant à l'intervalle ]−∞;+∞[, on a : f′(x)=−15(6−5x)2 .
(un)′=n×u′×un−1
On reconnaît ici un où u(x)=6−5x et n=2. Ainsi u′(x)=−5. Il en résulte que : f′′(x)=−15×2×(−5)×(6−5x)2−1 Ainsi :
f′′(x)=150(6−5x)
Comme 150>0, le signe de f′′ dépend alors de 6−5x . Pour étudier son signe on résout l'inéquation 6−5x≥0, il vient alors : 6−5x≥0 équivaut successivement à : −5x≥−6 x≤−5−6 (on change le sens de l'inéquation car on divise par un nombre négatif) x≤56 Cela signifie que l'on va mettre le signe + dans la ligne de 6−5x lorsque x sera inférieur ou égale à 56. Il en résulte :
Question 3
Expliquer pourquoi La fonction f admet un point d'inflexion ?
Correction
Au point d'abscisse x=56, la dérivée seconde s'annule et change de signe en ce point. En effet :
Lorsque x∈]−∞;56], nous avons f′′(x)≥0
Lorsque x∈[56;+∞[, nous avons f′′(x)≤0
Lorsque x=56, nous avons f′′(x)=0
Il en résulte qu'au point d'abscisse x=56, la courbe admet un point d'inflexion.
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